Σελίδα 1 από 2 12 ΤελευταίαΤελευταία
Εμφάνιση αποτελεσμάτων: 1 έως 10 από 15

Nήμα: Η λειτουργία της προπέλας απλα και κατανοήτα

  1. Ανάρτηση 1
    Junior Member
    Εγγραφή
    Aug 2018
    Σκάφος
    BERTRAM 20 Moppie
    Μηχανή
    Mercruiser D-Tronic 2.8L
    Περιοχή
    Αθήνα
    Μηνύματα
    13

    hot

    Η Προπέλα (ή έλικας) με την περιστροφική της κίνηση παράγει ώση (thrust) και κινεί το σκάφος. Η λειτουργία της βασίζεται στο γεγονός ότι τα πτερύγια της είναι υδροτομές οι οποίες λόγω της γεωμετρίας τους επιταχύνουν την μάζα νερού τοπικά στην περιοχή της. Η επιτάχυνση αυτή προκαλεί την δημιουργία μίας δύναμης κάθετη στα πτερύγια η οποία κινεί το σκάφος (3ος νόμος Νεύτωνα). Αντίστοιχα μπορούμε να περιγράψουμε την λειτουργία της ως αποτέλεσμα της αύξησης της ταχύτητας του νερού (σχετικά με την ελεύθερη ροή μακριά από την προπέλα) στη μία της πλευρά με αποτέλεσμα την διαφορά πίεσης μεταξύ των πλευρών των πτερυγίων της (Νόμος Bernoulli). Η διαφορά πίεσης προκαλεί την δημιουργία δύναμης (ώσης) κάθετης στα πτερύγια από την πλευρά της μικρότερης πίεσης.
    Προφανώς όλοι γνωρίζουμε ότι όλες οι προπέλες δεν είναι ίδιες και η επιλογή της προπέλας γίνεται ανάλογα με το σκάφος και τον κινητήρα. Το ίδιο το σκάφος όταν κινείται με μία ταχύτητα παράγει αντίσταση (δύναμη αντίθετη στην πορεία του) η οποία αποτελεί συνισταμένη διαφορετικών δυνάμεων αντίστασης. Αυτές πρακτικά για τα σκάφη πλαναρίσματος είναι η αντίσταση τριβής της γάστρας και η υδροδυναμική αντίσταση (pressure drag). Η συνολική αντίσταση εξαρτάται τόσο από την γεωμετρία της γάστρας όσο και από το εκτόπισμα του σκάφους (το βάρος του δηλαδή). Στην συνολική αντίσταση ενός σκάφους στη συνέχεια προσθέτουμε την αντίσταση λόγω καιρού, του αέρα (ειδικά στις μεγάλες ταχύτητες), της τραχιάς επιφάνειας της γάστρας λόγω στρειδώνας κλπ. Αν γνωρίζουμε το μέγεθος της συνολικής αντίστασης για μία ταχύτητα, μπορούμε να επιλέξουμε την ελάχιστη απαιτούμενη ισχύ του κινητήρα η οποία θα είναι ικανή να κινήσει το σκάφος σε αυτή. Δηλαδή να παραχθεί μέσω της προπέλας δύναμη ώσης μεγαλύτερη της αντίστασης και των απωλειών ισχύος από τον κινητήρα έως την ίδια την προπέλα. Οι απώλειες αυτές είναι οι μηχανικές απώλειες λόγω της μετάδοσης της κίνησης από τον κινητήρα στον μειωτήρα, στην συνέχεια στον άξονα κίνησης και την προπέλα καθώς και απώλειες που σχετίζονται με την ροή του νερού μεταξύ γάστρας και προπέλας. Σε αυτές προσθέτουμε και τις απώλειες λόγω της απόδοσης της ίδιας της προπέλας. Δηλαδή τον βαθμό στο οποίο η προπέλα απορροφά την παρεχόμενη ισχύ και παράγει έργο. Αυτές οι απώλειες δεν είναι καθόλου αμελητέες και στο σύνολο τους φθάνουν στο 50% της θεωρητικής απαιτούμενης ισχύς. Δηλαδή αν ρυμουλκήσουμε ένα σκάφος σε μία ταχύτητα και μετρήσουμε την συνολική αντίσταση του άρα και την απαιτούμενη ισχύ για να κινηθεί σε αυτή τη ταχύτητα, η πραγματική ισχύς που θα χρειαστούμε στον κινητήρα που θα επιλέξουμε θα είναι σχεδόν διπλάσια της ισχύς ρυμούλκησης. Αυτός πρακτικά είναι και ο συντελεστής απόδοσης του συστήματος πρόωσης ο οποίος περιλαμβάνει και την απόδοσης της προπέλας και για σκάφη πλαναρίσματος είναι 50-70%. Σκάφη με αξονικό σύστημα έχουν κοντά στο 50-55% ενώ γρήγορα σκάφη με πρόωση τύπου Arnesson έχουν συντελεστή απόδοσης 60-70%.
    Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι για να βελτιώσουμε τον βαθμό απόδοσης της προπέλας (άρα και του συστήματος πρόωσης συνολικά) θα πρέπει αυτή να μπορεί να απορροφά την παρεχόμενη ισχύ του κινητήρα ανάλογα με τις συνθήκες δηλαδή την αντίσταση που το σκάφος παράγει. Δηλαδή δεν φθάνει να έχουμε έναν κινητήρα με Χ ιπποδύναμη ικανή να ξεπεράσει την αντίσταση του σκάφους σε κάποια ταχύτητα ή φορτίο αλλά θα πρέπει η προπέλα να έχει εκείνα τα χαρακτηριστικά τα οποία θα της επιτρέπουν να απορροφούν την ισχύ και να την μετατρέπουν σε χρήσιμο για το σκάφος έργο. Οι κοινές προπέλες έχουν βέλτιστο βαθμό απόδοσης περίπου 60-65%. Όταν η προπέλα που έχουμε δεν είναι σωστή για το σκάφος, την ταχύτητα του και το φορτίο του ο βαθμός απόδοσης είναι μικρότερος.





    Στο παραπάνω διάγραμμα που είναι ένα τυπικό διάγραμμα ισχύς κινητήρα-προπέλας για όλο το φάσμα στροφών του κινητήρα μπορεί κανείς να καταλάβει την σχέση του κινητήρα με την προπέλα. Η πρώτη καμπύλη (πάνω) είναι αυτή της παρεχόμενης ισχύος του κινητήρα σε διάφορες στροφές. Ο κινητήρας παράγει συνήθως την μέγιστη ισχύ (ιπποδύναμη) στο maximum των στροφών. Η περιοχή κάτω από την καμπύλη της ισχύος του κινητήρα μας δίνει και την «περίσσια» ιπποδύναμη δηλαδή αυτή που μπορεί να απορροφηθεί από το σύστημα πρόωσης. Η δεύτερη καμπύλη (από πάνω) αποτελεί την καμπύλη ισχύος μίας προπέλας «βαριάς» δηλαδή μιας προπέλας η οποία απορροφά τη μέγιστη δυνατή παρεχόμενη ισχύ από τον κινητήρα σε στροφές λιγότερες από τις μέγιστες. Η περιοχή ανάμεσα στις δύο καμπύλες μας δείχνουν μικρό «περιθώριο» ισχύος άρα και δυσκολία στην επιτάχυνση, πλανάρισμα ή διατήρησης σταθερών στροφών λειτουργίας σε πλεύση με αυξημένη αντίσταση λόγω φορτίου ή καιρικών συνθηκών. Αντίθετα η πρώτη καμπύλη (από κάτω) δείχνει την απαιτούμενη ισχύ μίας προπέλας «ελαφριάς». Δηλαδή μίας προπέλας η οποία στις μέγιστες στροφές λειτουργίας απορροφά λιγότερη ισχύ από την παρεχόμενη. Η μεγάλη περιοχή ανάμεσα στις καμπύλες της παρεχόμενης ισχύος του κινητήρα και της ζητούμενης ισχύος της προπέλας υποδηλώνει μεγάλο «περιθώριο» ισχύος το οποίο και δίνει την δυνατότητα σε γρήγορη απότομη επιτάχυνση, εύκολο πλανάρισμα και αρκετή περίσσια ισχύς όταν η αντίσταση του σκάφους αυξάνεται λόγω καιρικών συνθηκών, επιπρόσθετου φορτίου κλπ. Η μεσαία καμπύλη ζήτησης ισχύος από την πλευρά της προπέλας είναι και η βέλτιστη. Δηλαδή σε αυτή την περίπτωση η προπέλα απορροφά το σύνολο της παρεχόμενης ισχύος στις μέγιστες στροφές λειτουργίας αφήνοντας αρκετό «αρκετό» περιθώριο ισχύος όταν αυτό χρειαστεί. Μία τέτοια προπέλα θα έχει και το μέγιστο δυνατό βαθμό απόδοσης στις μέγιστες στροφές λειτουργίας όταν θα απορροφά την μέγιστη παρεχόμενη ισχύ. Είναι φανερό όμως ότι αυτό δεν θα ισχύει σε όλες τις άλλες περιπτώσεις. Καθώς είναι αδύνατο να αλλάζουμε προπέλες ή να μεταβάλουμε την γεωμετρία τους σε κάθε περίπτωση πλεύσης, επιλέγουμε την καλύτερη δυνατή προπέλα για τις συνήθεις συνθήκες. Δηλαδή την βέλτιστη προπέλα για την αντίσταση του σκάφους μας (μέγιστη ταχύτητα και μέγιστο βάρος) καθώς υπολογίζοντας ένα περιθώριο για επιπρόσθετη αντίσταση λόγω καιρικών συνθηκών, συνθήκες γάστρας, επιπρόσθετου φορτίου κλπ.
    Τα χαρακτηριστικά μιας προπέλας είναι αυτά τα οποία μεταβάλουν και την καμπύλη ισχύος της. Αυτά σε γενικές γραμμές είναι:


    • Αριθμός πτερυγίων.
    • Διάμετρος. Η προβολή της προπέλας σε μία επιφάνεια θα μας δώσει έναν δίσκο. Η διάμετρος του δίσκου είναι η διάμετρος της προπέλας.
    • Λόγος επιφάνειας (EAR). Εάν μετρήσουμε την επιφάνεια της προβολής των πτερυγίων και διαιρέσουμε με την επιφάνεια του αντίστοιχου δίσκου θα λάβουμε τον λόγο της εκτεταμένης επιφάνειας. Ο λόγος αυτός δείχνει δηλαδή πόση επιφάνεια έχουν τα πτερύγια σε σχέση με την επιφάνεια ενός δίσκου ίδιας διαμέτρου με αυτήν της προπέλας
    • Βήμα. Είναι η απόσταση που θα διανύσει η προπέλα σε μία πλήρη περιστροφή. Για την κατανόηση του παραπάνω συνήθως χρησιμοποιείται το ανάλογο της βίδας. Το βήμα λοιπόν είναι η απόσταση που θα διανύσει μία βίδα μέσα σε ένα υλικό όταν κάνει μία πλήρη περιστροφή.
    • Rake. Είναι η κλίση των πτερυγίων ως προς διαμήκη άξονα της προπέλας
    • Cupping. Είναι η μεταβολή της κλίσης των πτερυγίων στην ακμή τους


    Οι προπέλες βασίζονται σε συστηματικές σειρές. Κάθε σειρά είναι ένα πλήθος προπελών που ακολουθούν την ίδια γεωμετρία διαθέτουν όμως κάποια διαφορετικά χαρακτηριστικά. Π.χ. διαθέτουν ίδιο rake, cupping και γεωμετρία πτερυγίων αλλά η σειρά περιλαμβάνει προπέλες με διαφορετικό λόγο διαμέτρου προς βήμα, και διαφορετική επιφάνεια και αριθμό πτερυγίων. Αφού οριστεί μία σειρά και κατασκευαστούν τα πρωτότυπα αυτά δοκιμάζονται πειραματικά. Δηλαδή για διάφορες ταχύτητες περιστροφής για κάθε μέλος της σειράς υπολογίζεται η ώση που παράγεται, ο βαθμός απόδοσης κλπ. Παράγονται στη συνέχεια κάποιες χαρακτηριστικές καμπύλες απόδοσης με αδιάστατα δεδομένα για προπέλες της ίδιας γεωμετρίας με διαφορετικές παραμέτρους βήματος, διαμέτρου κλπ. Στη συνέχεια ένας ναυπηγός-σχεδιαστής χρησιμοποιώντας τις καμπύλες αυτές μπορεί για ένα συγκεκριμένο σκάφος με συγκεκριμένη αντίσταση και ιπποδύναμη να επιλέξει την βέλτιστη διάμετρο, βήμα κλπ. Δυστυχώς οι τυποποιημένες προπέλες δεν συνοδεύονται από τέτοια στοιχεία. Οι κατασκευαστές βασίζουν τις εμπορικές σειρές τους σε τέτοιες σειρές (με σοβαρές αλλαγές) αλλά στην συνέχεια διαθέτουν μόνο το βήμα και την διάμετρο. Συνεπώς είναι δύσκολο να κάνει κανείς υπολογισμούς με αναλυτική μεθοδολογία και η επιλογή μίας προπέλας τέτοιου τύπου βασίζεται κυρίως σε εμπειρικές μεθόδους.

    (θα υπάρξει συνέχει αν ενδιαφέρεστε)

  2. The Following 5 Users Say Thank You to vstrat For This Useful Post:


  3. Ανάρτηση 2
    Moderator Το avatar του χρήστη Wellcraft 2600
    Εγγραφή
    Mar 2014
    Σκάφος
    Wellcraft Martinique 2600
    Μηχανή
    Volvo Penta 5.7 GS
    Περιοχή
    Θεσσαλονίκη
    Parking
    Χαλκιδική
    Ηλικία
    43
    Μηνύματα
    2.732
    Εξαιρετική παρουσίαση!!!

  4. Ανάρτηση 3
    Junior Member Το avatar του χρήστη Vasilis42
    Εγγραφή
    Jul 2017
    Σκάφος
    Dromor 26 Ιστιοφορο
    Μηνύματα
    111
    Η λειτουργία της προπέλας απλα και κατανοήτα….Μπράβο!!!

  5. Ανάρτηση 4
    Junior Member
    Εγγραφή
    Dec 2017
    Μηνύματα
    232
    Πολύ ενδιαφέρον, δώσε γνώση στο λαό :)

  6. Ανάρτηση 5
    Junior Member
    Εγγραφή
    Aug 2018
    Σκάφος
    BERTRAM 20 Moppie
    Μηχανή
    Mercruiser D-Tronic 2.8L
    Περιοχή
    Αθήνα
    Μηνύματα
    13
    Η συνέχεια περιλαμβάνει έναν απλό εμπειρικό τρόπο υπολογισμού προπέλας. Είναι ως συνημένο σε pdf.
    Attached Files Attached Files

  7. The Following 5 Users Say Thank You to vstrat For This Useful Post:


  8. Ανάρτηση 6
    Junior Member
    Εγγραφή
    Aug 2018
    Σκάφος
    BERTRAM 20 Moppie
    Μηχανή
    Mercruiser D-Tronic 2.8L
    Περιοχή
    Αθήνα
    Μηνύματα
    13
    Για όποιον χειρίζεται το Excel ως επισυναπτόμενο αρχείο θα βρείτε το φύλλο υπολογισμού!
    Attached Files Attached Files

  9. The Following 5 Users Say Thank You to vstrat For This Useful Post:


  10. Ανάρτηση 7
    Super Moderator Το avatar του χρήστη nicolouris
    Εγγραφή
    Oct 2013
    Σκάφος
    Εvripus 540
    Μηχανή
    Johnson 140
    Περιοχή
    Χαλάνδρι
    Ηλικία
    32
    Μηνύματα
    9.154
    Πολύ ενδιαφέρον!!!Ευχαριστούμε πολύ!!!

  11. Ανάρτηση 8
    Junior Member
    Εγγραφή
    Dec 2017
    Σκάφος
    Stingher 535
    Μηχανή
    Johnson 90hp
    Περιοχή
    Αγία Παρασκευή
    Parking
    Λαγονήσι
    Μηνύματα
    370
    Και αυτή η εφαρμογή για υπολογισμό prop slip

    https://play.google.com/store/apps/d....mercury&hl=el

  12. Ανάρτηση 9
    Junior Member
    Εγγραφή
    Aug 2018
    Σκάφος
    BERTRAM 20 Moppie
    Μηχανή
    Mercruiser D-Tronic 2.8L
    Περιοχή
    Αθήνα
    Μηνύματα
    13
    Ευχαριστώ. Ενδιαφέρον θα είχε αν χρησιμοποιήσετε το φύλλο excel να γίνει μια σύγκριση του αποτελέσματος και της προπέλας που παραγματικά φοράει το σκάφος.

  13. Ανάρτηση 10
    Junior Member
    Εγγραφή
    Dec 2017
    Μηνύματα
    232
    εγώ το έκανα και τα νούμερα ήταν αρκετά κοντά ως προς την προπέλα. Πέφτει έξω ως προς την εκτιμώμενη μέγιστη ταχύτητα (38,3 kts ενώ πιάνω 43 εύκολα και αν τολμούσα να παίξω παραπάνω, πιστεύω θα έπιανε και 45-46) και για το λόγο αυτό μου δίνει και μεγαλύτερη ολίσθηση από την πραγματική.

    Προπέλα φοράω 3 x 13 3/4 x 19 και το excel μου βγάζει 3 x 14,1 x 19,1.


    Αν σκεφθούμε ότι το ολικό βάρος του σκάφους δεν το ξέρω αλλά το βάζω κατά προσέγγιση (1000 kg), νομίζω ότι είναι πολύ καλά.

Σελίδα 1 από 2 12 ΤελευταίαΤελευταία

Ετικέτες για αυτό το Νήμα

Δικαιώματα - Επιλογές

  • You may not post new threads
  • You may not post replies
  • You may not post attachments
  • Δεν μπορείς να επεξεργαστείς τα μηνύματά σου
  •  
  • BB code is σε λειτουργία
  • Τα Smilies είναι σε λειτουργία
  • Ο κώδικας [IMG] είναι σε λειτουργία
  • [VIDEO] code is σε λειτουργία
  • Ο κώδικας HTML είναι εκτός λειτουργίας